IT之家 6 月 26 日消息，真可愛呆、洗芝溪團(tuán)隊(duì)合成了一個(gè)變種磷灰石與銅藍(lán)礦的共混物，在近室溫和低溫下分別引發(fā)了兩種超導(dǎo)相（IT之家注：明確提到“超導(dǎo)相”而非之前的“疑似超導(dǎo)相”），相關(guān)成果已于昨日發(fā)表在 arXiv 上。
這項(xiàng)成果是在去年鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的韓國 LK99“室溫超導(dǎo)”材料基礎(chǔ)上進(jìn)行的研究，通過在磷灰石框架中大量摻雜硫，合成了一種主要由變種磷灰石和黃銅礦（硫化銅）組成的新混合物。
其中，變種磷灰石成分顯示出近室溫超導(dǎo)電性（轉(zhuǎn)變溫度約在 250-260K），銅藍(lán)礦亦可能被誘導(dǎo)出另一個(gè) 30K 左右的低溫超導(dǎo)相。
他們觀察到在約 260 K 時(shí)出現(xiàn)顯著的抗磁性，并在 30 K 以下急劇下降，表明存在兩種超導(dǎo)相共存的現(xiàn)象。上臨界磁場(chǎng)在 250 K 時(shí)大于 1000 Oe。此外，電測(cè)量顯示電流-電壓曲線偏離正常的線性關(guān)系，表明存在零電阻效應(yīng)，臨界電流在 140 K 時(shí)約為 50 μA.
這項(xiàng)研究表明，這些材料在接近室溫和低溫下都可能表現(xiàn)出超導(dǎo)性，這對(duì)未來超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用具有重要意義。
對(duì)此，洗芝溪教授解釋稱，這一年內(nèi)發(fā)表的三篇論文代表了團(tuán)隊(duì)的三個(gè)里程碑：第一次研究依然沿用韓國人的基本工藝，第二次在原工藝基礎(chǔ)上引入了水法泡硫，而最新這一篇直接拋棄了火法路線，從原料磷灰石開始就采用全程水法。
我們現(xiàn)在所報(bào)道的樣品，除了里面存在的磷灰石結(jié)構(gòu)是與去年韓國團(tuán)隊(duì)報(bào)道的 LK-99 有類似之處以外，基本可以認(rèn)為是一個(gè)全新的研究成果。
一是合成工藝。與韓國的高溫?zé)Y(jié)完全不同，我們從原料開始采用的都是水熱法合成，沒有經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，樣品質(zhì)地軟脆，但更易提純。
二是原料。我們沒有像韓國人那樣采用黃鉛礦和磷化亞銅，而是用的硝酸鹽、磷酸鹽和硫化物等作為原料。韓國人的方法中經(jīng)歷了接近熔點(diǎn)的高溫，所以磷、硫等元素都有變價(jià)，會(huì)形成十分復(fù)雜的混合物，很難保證導(dǎo)電性不是來自磷化亞銅和硫化亞銅。而我們的水法過程溫度低、沒有強(qiáng)氧化還原性，這些酸根基本不會(huì)變價(jià)，更不會(huì)出現(xiàn)金屬銅或亞銅的情況。
三是元素成分和配比。韓國人最初 LK-99 的投料比是 9 鉛 1 銅的磷灰石。而我們現(xiàn)在的配比是 9 銅 1 鉛，主要成分是銅，引入少量的鉛只是為了讓結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。正如文中介紹，無鉛配方同樣能形成超導(dǎo)，但結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定、重復(fù)性很差，所以我們沒有作為主力樣品報(bào)道。
四是結(jié)構(gòu)。我們目前的樣品中殘留有少量未被硫摻雜取代的原料磷灰石，它與 LK-99 的主成分類似，但我們認(rèn)為它不具備有效活性。真正具有活性的是硫取代后的變種磷灰石，及其周圍更加豐富的銅藍(lán)礦。我們認(rèn)為，變種磷灰石與銅藍(lán)礦互為共生關(guān)系，前者具有較大晶格畸變，晶格常數(shù)很小，無法單獨(dú)穩(wěn)定存在。銅藍(lán)礦相當(dāng)于給磷灰石加了個(gè)壓。
由此猜測(cè)，韓國人最初的確看到了所謂“超導(dǎo)的幽靈”，因?yàn)樵谒麄兡莻€(gè)大雜燴的合成中，難以避免里頭會(huì)反應(yīng)出微量的硫代銅磷灰石結(jié)構(gòu)，所以能看到一些微弱的疑似信號(hào)，并給了我們最初的啟示。
但他們那個(gè)合成，并不漂亮。
值得一提的是，洗芝溪教授還提到，真可愛呆要直播測(cè)試這種材料的超導(dǎo)磁場(chǎng)效應(yīng)，大家可以期待一下。
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